CC BY-ND
17
ФЕВРАЛЬ №2 (263) ЗНиСО
39
УДК: 616.932: 579.843.1: 579.61: 614.4. о АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ВЫДЕЛЕНИЯ И БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
сБ ШТАММОВ V. CHOLERAE О1EL-TOR, ИЗОЛИРОВАННЫХ ИЗ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ НА ТЕРРИТОРИИ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ В 2003-2014 гг.
^^ С.В. Титова, В.Д. Кругликов, М.И. Ежова, А.С. Водопьянов, И.В. Архангельская,
= С.О. Водопьянов, Э.А. Москвитина
<"Ъ ФКУЗ «Ростовский-на-Дону противочумный институт»
Роспотребнадзора, г. Ростов-на-Дону, Россия
На территории Ростовской области в период с 2003 по 2014 гг. проводилось исследование водных объектов окружающей среды на холеру, в результате которого было изолировано 89 культур V. ^olerae O1, три из которых токсигенные. При анализе динамики выделения культур с учетом их эпидемической значимости установлено завозное происхождение ток-сигенных культур.
Ключевые слова: V. ^olerae O1, мониторинг, водные объекты.
S.V. Titova, V.D. Kruglikov, M.I. Ezhova, A.S. Vodopyanov, I.V. Arkhangelskaya, S.G. Vodopyanov, E.A. Moskvitina □ ANALYSIS OF ISOLATION DYNAMICS AND BIOLOGICAL PROPERTIES OF V. CHOLERAE O1 EL-TOR STRAINS FROM WATER OBJECTS ON THE TERRITORY OF ROSTOV REGION IN 2003—2014 □ FSHI «Rostov-on-Don Anti-plague Institute» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Rostov-on-Don, Russia
In the period from 2003 to 2014 on the territory of the Rostov region under monitoring of water objects for cholera there were isolated 89 cultures of V. ^olerae O1 including three toxigenic strains. Analyzing the isolation dynamics of strains with regard to their epidemiological significance we determined the imported origin of the toxigenic cultures. Key words: V. ^olerae O1, monitoring, water objects.
Эпидемиологическая обстановка и прогноз заболеваемости холерой в мире остаются неблагоприятными, в связи с чем завоз холеры на территорию России и, в частности, г. Ростова-на-Дону вполне реален, и существует опасность распространения этого заболевания при ведущем значении водного фактора передачи. С учетом неблагоприятной экологической обстановки и загрязнения поверхностных водоемов хозяйственно-бытовыми сточными водами велика вероятность того, что водные объекты окружающей среды при определенных условиях могут быть резервуаром инфекции и представлять эпидемическую опасность [1, 6].
В связи с этим, сопоставимые данные микробиологических исследований о циркуляции холерных вибрионов в воде, которые были получены в процессе многолетнего мониторинга водных объектов окружающей среды, имеют существенное значение для прогнозирования эпидемиологической обстановки и повышения оперативности эпидемиологического надзора за холерой на конкретной территории, а также для своевременного проведения адекватного комплекса эпидемиологических мероприятий [5].
С учетом разнообразия генетических вариантов холерных вибрионов, наиболее актуальным для получения исчерпывающей информации о происхождении штаммов и установления степени генетического родства между ними является метод \ГКТЯ—■типирования, позволяющий дифференцировать штаммы внутри вида, выяснять филогенетические связи между штаммами, доказательно подходить к таким актуальным проблемам, как поиск источника инфекции и установление факта заноса возбудителя.
Цель работы: сравнительное изучение динамики выделения и биологических свойств культур, изолированных на территории Ростовской области в период с 2003 по 2014 гг.
Материалы и методы. Мониторинг наличия холерных вибрионов на территории Ростовской области и идентификацию штаммов V. cholerae O1 осуществляли в соответствии с действующими нормативными документами [7]. ПЦР проводили в соответствии с инструкциями к диагностическим препаратам на приборе «Терцик» (МС-2) компании «ДНК-Технология». VNTR-типирование проводили с использованием авторских специфических прай-меров к VNTR-локусам холерного вибриона: VcA (TGCTGT)n, VcB (ACAAGA)n, VcC (AACAGA)n, VcD (GACCCTA)n, VcG (GATAATCCA)n [2]. Результаты обрабатывали с помощью стандартного программного обеспечения. Кластерный и территориально-пространственный анализ штаммов осуществляли с использованием геоинформационной системы «Холера. Штаммы — VNTR» (Свидетельство об официальной регистрации № 2007620389), а также открытого программного обеспечения [3, 4].
Результаты и обсуждение. В результате исследования на наличие холерных вибрионов в поверхностных водоемах и сточных водах Ростовской области с 2003 по 2014 гг. было выделено 84 культуры V. cholerae O1 El-Tor, из них: 70 культур — из поверхностных водоемов и стоков г. Ростова-на-Дону, 10 — из водных объектов г. Каменск-Шахтинского, 4 — из морской воды Таганрогского залива Азовского моря.
При исследовании воды из 8-ми стационарных точек ФКУЗ «Ростовский-на-Дону противочумный институт» и 4-х — ФКУЗ «Северо-Кавказская противочумная станция» Роспотребнадзора было выделено 38 культур из реки Темерника, 27 — из реки Дона, 3 — из притока М. Донца, а также 1 штамм из сточных вод. Все изолированные штаммы V. cholerae O1 были типичны по культурально-морфологическим, биохимическим, серологическим свойствам и относились к биовару Эль-Тор. Из выделенных культур 59 (70,5 %) принадлежали к серовару Огава, 24 (28,4 %) — к серовару Инаба и
40
ЗНиСО ФЕВРАЛЬ №2 (263)
к
я я _ EL
ц
2ООЗ 2004 2 СЮ5 200G 2 СЮ 7 200S 2009 2010 2011 2012 2013 2014
□ ct.x-,Lcp- ■ ctx+,tcpH ■ctx,tcpn
Рис. Динамика выделения штаммов V. cholerae 01 El-Tor из водных объектов Ростовской области в 2003—2014 гг.
1 (1,1 %) — к серовару Гикошима. Наибольшее число штаммов за изучаемый период было изолировано в 2005, 2010 и 2011 гг. Удалось установить принадлежность к определенному фаготипу у 23,5 % исследованных культур V. cholerae O1, остальные не типировались. На изучаемой территории чаще всего встречались штаммы 16-го, 15-го и 13-го фа-готипов. Больше всего исследуемых культур было изолировано в г. Ростове-на-Дону из стационарной точки № 6 (Ботанический сад, у моста).
Анализируя динамику выделения холерных вибрионов O1 серогруппы из стационарных точек, можно заключить, что в них сохраняются благоприятные условия для выживания атоксигенных холерных вибрионов О1 (рис.).
При определении эпидемической значимости холерогенных культур, среди 84 штаммов было обнаружено 3 токсигенные культуры V. cholerae O1 El-Tor (ctxA+tcpA+), из них: 2 — из реки Темерника в г. Ростове-на-Дону (стационарная точка № 6 — Ботанический сад, у моста) в 2003 и 2014 гг., 1 культура — из морской воды Таганрогского залива Азовского моря (зона рекреации, пляж «Солнечный», г. Таганрог) в 2011 г. (табл. 1). Все холерогенные культуры содержали аллель ctx B классического типа, а у одного штамма были выявлены оба аллеля ctx B (классического и Эль-Тор типов), что позволяет предположить наличие у этого штамма двух копий CTX профага. Для подтверждения данного предположения необходимы дополнительные исследования.
Исследование распределения \гКТК-аллелей у холерных штаммов позволило сгруппировать их по девяти кластерам, обозначенными буквами А—Р. Основную массу штаммов содержали представители трех мажорных кластеров: I — 34 штамма, М —16 и G — 11. Минорные кластеры были представлены 17-ю штаммами: кластер J содержал 2 штамма, N — 3, О — 8, Р — 4. Таким образом, на территории г. Ростова-на-Дону в период с 2003 по 2014 гг. выявлено 35 УКТЯ-генотипов атокси-генных культур V. ско!егае О1 и 3 УКТЯ-генотипа токсигенных.
В разные годы выделялись штаммы с одинаковым генотипом, например, генотип 114 встречался у штаммов, выделенных в 2004, 2011, 2013 гг., а генотип М12 — в 2008—2009 гг. и т. д. Вместе с тем некоторые генотипы встречались у изолированных штаммов только в течение одного года, в то время как другие генотипы не повторялись за изучаемый промежуток времени, например, штаммы с генотипам О26 в 2006 г., N1 в 2007 г. и т. д.
Подобное генотипическое разнообразие изолированных штаммов свидетельствовало как об изменениях в популяции холерных вибрионов, обусловленных их экологической адаптацией в естественных условиях, так и о возможности циркуляции на территории г. Ростова-на-Дону различных генотипов штаммов холерного вибриона.
В поверхностных водоемах и стоках г. Ростова-на-Дону в течение 2003—2014 гг. была установлена циркуляция атоксигенных штаммов V. еко!егае О1, которые, по всей видимости, обладали не
Таблица 1. Генотипическая характеристика токсигенных штаммов V. cholerae О1 El-Tor, выделенных из водоемов Ростовской области в 2003—2014 гг.
Название водоема Точки отбора проб воды § № исходный/инвентарный Серовар Гены
Дата выделег о аго © ctxA ctx Belt ctx Bclass tcp Aelt tcp Acl
р. Темерник Ботанический сад, у моста 14.07.2003 70 /18588 Огава н/т + + + + +
Таганрогский залив Азовского моря Зона рекреации, пляж «Солнечный» г.Таганрог 03.08.2011 301/19214 Инаба 15 + - + + -
р. Темерник Ботанический сад, у моста 09.07.2014 81/19613 Инаба н/т + - + + -
ФЕВРАЛЬ №2 (263) ЗНиСО
41
Таблица 2. VNTR- генотипы штаммов V. cholerae О1 El-Tor, выделенных из водных объектов Ростовской области в 2003—2014 гг.
Год выделения VNTR- генотипы токсигенных культур VNTR-генотипы атоксигенных культур
2003 E3
2004 I14,I15
2005 G1,G2, G3(2), G4(7) I27(3) 030
2006 O26(5)
2007 I29 M1 N1(3) O7
2008 I29, I31 M12(2) P6(3)
2009 I6, I8, I15, I29 M2, M12
2010 I27, I28,I30(7) M7(3), M11, M28
2011 A12 I14(2), I15(5), I29, I33 J11 M18(3)
2012 I16, I31, I32(2)
2013 II4, I15, I29 M5, М19, M 37 O36
2014 A11 J3 P5
Примечание: в скобках указано количество штаммов с одинаковым VNT-генотипом
только способностью к переживанию в водных объектах окружающей среды от одного года до нескольких лет, но и способностью приспосабливаться к условиям окружающей среды.
При исследовании токсигенных культур, с помощью кластерного анализа было установлено, что штамм Vibrio cholerae О1 EL-Tor Inaba № 81, принадлежащий к генотипу А11, выделенный из воды р. Темерника в 2014 г., и штамм V. cholerae El-Tor Inaba № 301, принадлежащий к генотипу А12, выделенный из морской воды в г. Таганроге в 2011 г., наиболее генетически близки друг другу. Помимо указанных штаммов в кластер А входят штаммы V. cholerae El-Tor Inaba № 18895, выделенный от человека в г. Москве в 2005 г. (завоз из Таджикистана, индекс отличия 1) и V. cholerae El-Tor Ogava № 6878 и 6879, выделенные от человека в г. Москве в 2012 г. (завоз из Индии, индекс отличия 2). К генотипу Е3 принадлежит штамм V. cholerae El-Tor Ogava № 18588, выделенный из воды реки Темерника в 2003 г., помимо него в кластер Е входят практически все токсигенные штаммы, выделенные в г. Дагестане в 1994 и 1996 гг. В результате многолетнего анализа VNTR-генотипов штаммов, выделяемых на территории Ростовской области, определили генотипы, которые ранее не встречались и являются уникальными для данного региона.
Проведенный анализ биологических свойств холерных вибрионов свидетельствует в пользу завозного характера токсигенных штаммов, выделенных на территории Ростовской области в период 2003—2014 гг., вместе с тем практически ежегодное выделение атоксиген-ных штаммов из одних и тех же водных объектов свидетельствует о благоприятных условиях для их циркуляции на данной территории в течение нескольких лет.
ЛИТЕРАТУРА Васильева О.В. и др. Совершенствование эпидемиологического надзора на территории I типа по эпидемиологическим проявлениям холеры на примере Ставропольского края / О.В. Васильева, В.Н. Савельев, В.М. Дубянский, С.И. Москвитина, А.Н. Куличенко //Здоровье населения и среда обитания. 2013. № 10 (247). С. 29—31. Водопьянов А. С. и др. Корреляция области вариабельного тандемного повтора VcB (VNTR УсБ) и гена токсин-корегулиремых пилей (tcpA) у возбудителя холеры: компьютерный анализ / А.С. Водопьянов, С.О. Водопьянов, Б.Н. Мишанькин, И.П. Олейников //Здоровье населения и среда обитания. 2014. № 4 (253). С. 14—16. Водопьянов А.С. и др. Вариабельные тандемные повторы, выявленные при компьютерном анализе генома Vibrio cholerae / А.С. Водопьянов, С.О. Водопьянов, М.Б. Мишанькин, И.Ю. Сучков, Б.Н. Мишанькин //Биотехнология. 2001. № 6. С. 85.
Водопьянов А.С. и др. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2007620389. Холера. Штаммы— VNTR / А.С. Водопьянов, С.О. Водопьянов, И.Ю. Сучков, Б.Н. Мишанькин. 2007.
Ежова М. И. и др. Холерные вибрионы О1 серогруппы, выделенные из водных объектов Ростова-на-Дону в ходе мониторинга в 2008—2012 гг. / М.И. Ежова, В.Д. Кругли-ков, А.С. Водопьянов, С.О. Водопьянов, И.С. Шестиал-тынова, И.П. Олейников, Н.Б. Непомнящая, О.А. По-дойницына //Проблемы особо опасных инфекций. 2013. № 4. С. 56—59.
Москвитина Э.А. и др. Эпидемиологическая обстановка по холере в мире в 2013 г., прогноз на 2014 г. / Э.А. Москвитина , О.Л. Адаменко, И.В. Дворцова, В.Д. Кругликов , С.М. Иванова, Д.А. Козина //Проблемы особо опасных инфекций. 2014. № 2. С. 19—26.
Порядок организации и проведения лабораторной диагностики холеры для лабораторий территориального, регионального и федерального уровней. Методические указания. МУК 4.2.2870—11. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2011.
Контактная информация:
Водопьянов Алексей Сергеевич, тел.: 8 (863) 240-22-66, 8 (903) 402-07-02, е-mail: alexvod@gmail.com Contact nformation: _ Vodopyanov Alexey,
phone: 8 (863) 240-22-66, 8 (903) 402-07-02,
е-mail: alexvod@gmail.com -
>
